Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности стратификации риска у пациентов пожилого и старческого возраста (обзор литературы) 11
1.1 Основные модели стратифиации риска в кардиохирургии 11
1.2 Старение и теоретические аспекты его развития 13
1.3 Морфофизиологические особенности стареющего организма 16
1.4 Феномен старческой изношенности и его влияние на исходы кардиохирургического лечения 21
1.5 Методики определения индексов возрастной изношенности 24
Глава 2. Материалы и методы исследования 33
2.1 Характеристика материалов исследования 33
2.1.1 Стратификация операционного риска 34
2.1.2 Характер выполненных хирургических вмешательств и их обеспечения 42
2.2 Характеристика методов исследования 45
2.3 Статистический анализ 48
Глава 3. Периоперационные предикторы 30-дневной летальности и ассоциированных с ней осложнений 52
3.1 Периоперационные предикторы 30-дневной летальности 52
3.2 Структура послеоперационных осложнений и ее вклад в реализацию 30-дневной летальноcти 60
3.3 Периоперационные предикторы острой сердечной недостаточности 62
3.4 Периoпeрaционные предикторы острой почечной недостаточности 68
3.5 Пeриoперaционные предикторы острой дыхательной недостаточности 74
3.6 Пeриoпеpационные предикторы полиорганной недостаточности 79
Глава 4. Стратификация риска 30-дневной летальности у кардиохирургических пациентов пожилого и старческого возраста 85
4.1 Расчет риска 30-дневной летальности у пациентов пожилого и старческого возрастов на основании индекса возрастной изношенности Comprehensive assessment of frailty (CAF) 85
4.2 Расчет риска 30-дневной летальности пациентам пожилого и старческого возрастов на основании Эдмонтоского индекса возрастной изношенности 87
4.3 Сравнительная характеристика моделей стратификации риска 30-дневной летальности пациентов пожилого и старческого возрастов 89
Заключение 92
Выводы 98
Практические рекомендации 100
Список сокращений и условных обозначений 101
Список литературы 103
- Морфофизиологические особенности стареющего организма
- Периоперационные предикторы 30-дневной летальности
- Пeриoперaционные предикторы острой дыхательной недостаточности
- Сравнительная характеристика моделей стратификации риска 30-дневной летальности пациентов пожилого и старческого возрастов
Морфофизиологические особенности стареющего организма
Структурные и функциональные изменения человеческого организма в ходе его жизни считают следствием влияния возраста.
В состав миокарда взрослого человека входят разные типы клеток, причем на долю кардиомиоцитов приходится около 75% [147]. При старении уменьшается общее количество кардиомиоцитов. В промежутке от 30 до 70 лет погибает до 35% кардиомиоцитов обоих желудочков, большая часть которых приходится на левый желудочек (ЛЖ) [151]. С целью поддержания структуры миокарда происходит компенсаторная гипертрофия оставшихся кардиомиоцитов [151].
Однако, степень продолжающихся в них инволютивных процессов опосредует дальнейшее сохранение или снижение функции миокарда [51; 61]. Вышеупомянутые изменения сердечной мышцы приводят к накоплению в ней коллагена, тем самым вызывая фиброз миокарда, что не может не отразиться на его функции. Достаточно противоречивыми остаются мнения об изменении систолической функции ЛЖ с возрастом [44; 45; 47; 48]. Тем не менее, по результатам недавних исследований можно судить о том, что увеличение с возрастом фракции выброса (ФВ) ЛЖ, обусловлено снижением его конечно-диастолического (КДО) и конечно-систолического (КСО) объемов в сочетании с общим снижением сердечного выброса (СВ) [46; 49; 50; 149]. Снижение стимуляции бета-адренарецепторов, повышение жесткости сосудистой стенки, а ткаже изменения контарктильности сердечной мышцы и, как следствие, изменение закона Франка-Старлинга по всей видимости являются основной причиной изменений СВ [70]. Уменьшение количества пейсмекерных клеток в синусовом узле и уменьшение хронотропной стимуляции симпатической нервной системы во время нагрузки, приводит к снижению максимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС) [70; 189].
Поддержание оптимальных параметров системной гемодинамики реализуется посредством увеличения давления ЛЖ за счет систолической функции предсердий, гипертрофии миокарда для преодоления увеличивающейся с возрастом постнагрузки, увеличения продолжительности самого сокращения [68; 100].
Cущественные изменения касаются и диастолической функции ЛЖ. Доказано снижение скорости заполнения ЛЖ в диастолу на 50% к 80 годам. Снижение активного расслабления ЛЖ и ухудшение свойств его пассивного наполнения за счет более выраженной жесткости способствует развитию и прогрессированию диастолической дисфункции [2; 93; 129].
Возрастные изменения, связанные с дегенеративно-дистрофическими процессами костной ткани грудной клетки, а также атония и атрофия длинных мышц спины приводят к развитию старческого кифоза [138]. Заметные изменения происходят и в мышцах грудной клетки. Возрастные анатомические изменения особенно выражены в мышцах, принимающих непосредственное участие в акте дыхания, а именно, в межреберных мышцах и диафрагме [137]. Сократительная способность диафрагмы является основоопределяющей для обеспечения нормальной функции дыхания. Оценить состояние дыхательной мускулатуры можно только in vivo. Для ее определения используются трансдиафрагмальный градиент и максимальное давление на вдохе (МДВ). Доказано, что у пациентов с неврологическим дефицитом, со сниженным МДВ имеется ухудшение вентиляции и затруднен пассаж бронхиального лаважа. МДВ на 30% выше у мужчин во всех возрастных группах по сравнению с женщинами. Однако, начиная с 65 летнего возраста, ежегодно онo уменьшается от 0,8 до 2,7 см водяного столба. Такое изменение МДВ более характерно для лиц мужского пола. [126; 130; 182]. Ряд исследований показали, что трансдиафрагмальный градиент давления на 25% ниже у здоровых пожилых людей (65-75 лет) в сравнении с молодыми людьми. Похожие результаты получил в своем исследовании M.I.Polkey [182].
Скорее всего, данные изменения в сократительной способности диафрагмы у пожилых обусловлены атрофией мышечных волокон с последующим снижением функции дыхательной мускулатуры, что обусловливает у таких пациентов высокий риск развития дыхательной недостаточности и пролонгированной вентиляции в послеоперационном периоде [137; 170].
Морфофизиологические изменения структуры дыхательного аппарата при старении оказывают существенное влияние на функцию внешнего дыхания. В данном случае наиболее информативными могут служить данные полученные за счет выполнения спирометрии [75]. Умеренное уменьшение дыхательного объема (ДО) является характерным возрастным изменением. Также достаточно характерные изменения претерпевают резервные объемы вдоха и выдоха, выраженное снижение которых способствует уменьшению жизненной емкости легких (ЖЕЛ). Данные явления в большей степени обусловлены ригидностью легочной ткани, нарушением функции дыхательной мускулатуры [19; 137]. Уменьшение общей емкости легких (ОЕЛ) у пожилых и старых людей как правило выражается в значительно меньшей степени, по сравнению с жизненной емкостью легких. Реализация данной особенности в большей степени осуществляется за счет увеличения с возрастом остаточного объема легких (ООЛ). Таким образом, при старении изменяется структура ОЕЛ – возрастает ООЛ и уменьшается ЖЕЛ [19]. Наиболее значимым фактором, влияющим на изменение вентилляционной функции легких у пожилых людей, является снижение эластичности легких [19; 137; 138]. На это указывает увеличение у пожилых статической растяжимости – показателя, обратного эластичности. Cтатическая растяжимость легких у пожилых и старых людей составляет (274.2 ± 42,2) мл/см вод. ст., при (172,8 ± 30,9) мл/см вод. ст., у молодых [19].
Несмотря на существующие возрастные изменения функции внешнего дыхания, поддержание достаточного газообмена осуществляется посредством компенсаторных механизмов, таких, как частота дыхания. Благодаря увеличению частоты дыхания удается поддерживать МОД у лиц пожилого и старческого возраста на схожем уровне с молодыми людьми, несмотря на существенное различие в дыхательном объеме [19].
С уверенностью можно сказать, что представление о том, что заболевания почек и связанная с ними смертность гораздо чаще встречаются у пациентов молодого возраста, является необоснованным. В ряде отечественных и зарубежных исследований, как раз в группах пациентов старше 65 лет наиболее часто встречается смертность в результате заболеваний почек. В прогрессивно развитых странах, таких как Япония, Германия, Англия, Франция, США, имеется прямая зависимость между возрастом и смертностью от заболеваний почек: у пожилых лиц (65-74 лет) и у лиц старше 75 лет она выше чем у молодых (15-34 лет) в 50 раз и более [4]. Снижение функции почек в ходе возрастных морфофункциональных изменений у лиц пожилого и старческого возраста получило название «старческой почки», которая характеризуется уменьшением ее размеров и массы, снижению эффективности кровотока в кортикальном слое, развитию гиалиноза клубочков, а также атрофических изменений в канальцах и склероза в интерстиции. [30].
Первое место по частоте выявляемых изменений почек у престарелых людей занимают сосудистые поражения. В процессе старения, даже при отсутствии артериальной гипертензии и атеросклероза, склеротические изменения внутрипочечных сосудов прогрессируют, вне зависимости от калибра сосудов, оказывая существенное влияние на инволютивные процессы в нефронах, что в конечном итоге приводит к снижению клубочкового кровотока и степени клубочковой фильтрации [139; 150; 161]. Возрастные морфофункциональные изменения почек характеризуются неуклонно нарастающими дистрофическими изменениями в клетках эпителия и утолщением базальных мембран в почечных канальцах. Как следствие подобных изменений происходит постепенное уменьшение длины и объема проксимальных канальцев. За счет этого в интерстициальной ткани почек, как и в мезангии, постепенно накапливается коллаген, приводящий к пространственному разобщению перитубулярных капилляров и канальцев [191]. Подобные структурные изменения приводят к прогрессирующему снижению почечной функции – почечной гемодинамики, клубочковой фильтрации, канальцевого транспорта веществ. Нарушается также и ее инкреторная функция [73; 74]. По имеющимся данным снижение почечной функции наступает уже в достаточно молодом возрасте – около 20 лет, [163], неуклонно в дальнейшем нарастая с каждым последующим пятилетием. Если усредненные значения скорости клубочковой фильтрации в молодом возрасте составляют порядка 120 мл/мин, то у лиц старше 65 лет (в особенности в 80 лет и старше) она с трудом составляет 75 60 мл/мин, также наблюдается достаточно выраженное снижение почечного плазмотока с 650 до 250 мл/мин [142; 163]. Принято считать, что, начиная с 40 летнего возраста и с каждым последующим десятилетием происходит снижение скорости клубочковой фильтрации на 7% за дисятилетие [6].
Юкстагламерулярный и кортикальный слои характеризуются определенными возрастными особенностями физиологии кровообращения [91]. Так, если кортикальный кровоток у лиц пожилого и старческого возраста снижается по сравнению с таковым у молодых лиц на 40 %, то медуллярный – лишь на 15 %.
Периоперационные предикторы 30-дневной летальности
Общая 30-дневная летальнoсть по результатам исследования достигала уровня 13,4 % (17 пациентов): 3,14% (4 пациента) у больных, оперированных по поводу ИБС, у больных, имеющих приобретенные пороки сердца - 6,3% (8 человек) и 3,9% (5 человек) - среди пациентов с сочетанной коронарной и клапанной патологией. Основной причиной летальных исходов послужила острая сердечная недостаточность - 17 пациентов (100%), а также кардиоассоциированные ОДН - 15 больных (88,2%), ОПН - 15 пациентов (88,2%), полиорганная недостаточность сопровождала ОСН у 13 больных (76,5%).
Периоперационные предикторы 30-дневной летальности определены посредством множественного логистического регрессионного анализа. Для исключения ошибки второго типа многофакторные логистические регрессионные модели были построены на каждый из используемых в исследовании индексов возрастной изношенности в отдельности.
Все полученные модели по результатам ROC-анализа отличались хорошими операционными показателями и прогностической значимостью, согласовывались с реальными данными по критерию Hosmer-Lemeshow. Подробная информация о факторах, включенных в анализ, прогностической значимости каждого из них и подтвержденных предикторах развития 30-дневной летальности представлены в Таблице 3.1, Рисунках 3.1-3.2.
В регрессионной модели, разработанной на основании CAF, статистически подтвержденными периоперационными предикторами 30-дневной летальности у пациентов пожилого и старческого возраста стали:
1. Расчетные показатели шкалы СAF, как метода качественной оценки биологического возраста, увеличение которых на каждый 1 балл статистически значимо увеличивало вероятность 30-дневной летальности в 1,2 раза (ОШ = 1,2; р = 0,006);
2. Использование ИК в ходе операции статистически значимо способствовало развитию неблагоприятного исхода лечения у пациентов пожилого и старческого возраста в 3,4 раза (ОШ = 3,4; р = 0,048);
3. Объем операции, а именно необходимость выполнения коррекции ППС, а также двух и более процедур, статистически значимо увеличивало риск 30-дневной летальности в 1,6 раза на каждый дополнительный компонент операции (ОШ = 1,6; р = 0,044). Данные представлены в Таблице 3.2.
В регрессионной модели, построенной на основании шкалы EFI, cтатистически подтвержденными периоперационными предикторами 30-дневной летальности у пациентов пожилого и старческого возраста стали:
1. Расчетные показатели шкалы EFI, как метода качественной оценки биологического возраста, увеличение которых на каждый 1 балл статистически значимо увеличивало риски 30-дневной летальности в 1,7 раза (ОШ = 1,7; р = 0,008);
2. Использование ИК в ходе операции у пациентов пожилого и старческого возраста статистически значимо способствовало развитию неблагоприятного исхода лечения в 11,9 раз (ОШ = 11,9; р = 0,045);
3. Объем операции, а именно необходимость выполнения коррекции приобретенных пороков сердца, а также двух и более процедур, статистически значимо увеличивало риск 30-дневной летальности в 1,6 раза на каждый дополнительный компонент операции (ОШ = 1,1; р = 0,047). Данные представлены в Таблице 3.3.
В регрессионной модели, построенной на основании шкалы PF, cтатистически подтвержденными периоперационными предикторами 30-дневной летальности у пациентов пожилого и старческого возраста стали:
1. Наличие ХСН III ф. кл. и выше увеличивало риск летального исхода в 5 раз (ОШ = 5,0; р= 0,045);
2. Увеличение времени ИК на каждую 1 минуту повышало риск развития 30-дневной летальности в 0,025 раза относительно исходно спрогнозированной (р = 0,001);
Например, если риск операции без искусственного кровообращения составлял 0,6 %, то использование ИК, общей длительностью в 30 минут, увеличивало риск развития 30–дневной летальности в 0,75 раз, на 60 минут – в 1,5 раза, при 90 минут в 2,25 раза и так далее.
По результатам многофакторного логистического регрессионного анализа влияния показателей шкалы PF на первичную конечную точку исследования в виде 30-дневной летальности подтверждено не было. В связи с этим дальнейшее изучение ее влияния на первичную конечную точку исследования было сочтено нецелесообразным. Данные представлены в Таблице 3.4.
Таким образом, в данном разделе исследования выявлены и статистически обоснованы специфичные для кардиохирургических пациентов пожилого и старческого возрастов периоперационные предикторы 30-дневной летальности. На этапе предоперационной подготовки и обследования ими явились показатели шкал качественной оценки биологического возраста CAF и EFI, которые обладают сравнительно близким и статистически значимым влиянием на первичную конечную точку исследования, как показано в Таблице 3.5.
Шкала СAF обладает несколько более высокой прогностической значимостью по сравнению со шкалой EFI, что может быть обусловлено большим набором анализируемых в ее составе маркеров старения [79]. В свою очередь, при сравнительно схожих показателях прогностической значимости, шкала EFI отличается простотой использования и не требует специального инструментария [105]. Таким образом, использование указанных методов определения индекса возрастной изношенности в дополнение к общепринятым шкалам стратификации риска позволяет комплексно подходить к прогнозированию риска 30-дневной летальности у пациентов пожилого и старческого возраста.
На интраоперационном этапе подтвержденными предикторами 30-дневной летальности стали: объем операции, а именно применение двух и более процедур, а также факт применения искусственного кровообращения, как показано в Таблице 3.5.
Пeриoперaционные предикторы острой дыхательной недостаточности
Тяжелая острая дыхательная недостаточность, развившаяся в послеоперационном периоде наблюдалась в 18,9% случаев (24 пациента):
АКШ - 9,4% случаев (12 пациентов);
ППС - 3,2% случаев (4 пациента);
АКШ + коррекция ППС - 6,3% (8 пациентов).
С учетом вклада в структуру послеоперационной летальности были определены периоперационные предикторы развития острой дыхательной недостаточности. В этой связи, все построенные логистические регрессионные модели по результатам ROC-анализа характеризовались высокой прогностической значимостью и по критерию Hosmer-Lemeshow согласовывались с реальными данными. Подробная информация о факторах, включенных в анализ, их прогностической значимости и подтвержденных предикторах представлена в Таблице 3.13, Рисунках 3.10-3.11.
В структуре осложнений ОДН носила вторичный характер, как следствие острой сердечной недостаточности. По результатам исследования статистически значимыми предикторами развития острой дыхательной недостаточности явились:
1. Значение шкалы CAF, увеличение которой на каждый 1 балл повышало вероятность развития ОДН в послеоперационном периоде в 1,2 раза (ОШ = 1,2; р 0,001);
2. Систолическая дисфункция ЛЖ, наличие которой увеличивало риск развития ОДН в послеоперационном периоде в 2,9 раза (ОШ = 2,9; р 0,044), как представлено в Таблице 3.14.
По результатам ROC-анализа наибольший вклад в структуру развития ОДН в послеоперационном периоде внесли:
показатель шкалы CAF (р 0,001);
систолическая дисфункция ЛЖ (р = 0,035);
время ИК (р = 0,002). Данные представлены в Рисунке 3.12, в Таблице 3.15.
В данном разделе исследования выявлены и охарактеризованы периоперационные предикторы развития острой дыхательной недостаточности в послеоперационном периоде у пациентов пожилого и старческого возраста, перенесших плановое кардиохирургическое лечение по поводу ИБС, ППС и их комбинации.
Необходимость использования ИК, ассоциированного с запуском каскада системной воспалительной реакции и травмой форменных элементов крови, традиционно считается одной из ведущих причин дыхательной недостаточности после кардиохирургических операций [15; 43; 71; 141]. Вторичный генез развития ОДН обусловлен выраженным влиянием на ее формирование систоличесой дисфункции ЛЖ. В данном случае сниженная насосная функция сердца выступает в роли триггера развития паренхиматозного механизма острой дыхательной недостаточности, в результате чего происходит нарушение газотранспортной функции в альвеолах с последующим развитием гипоксии [162].
Шкала CAF в данном случае, выступает в роли интегрального показателя инволютивных возрастных изменений.
Коррекция явлений сердечной недостаточности, поддержание оптимального перфузионного давления и минимизация времени ИК может потенциально снизить риски развития ОДН у кардиохирургических пациентов пожилого и старческого возраста.
Во избежание развития тяжелой послеоперационной ОДН у кардиохирургических пациентов пожилого и старческого возраста необходимо:
1. Использование шкалы CAF, как интегрального показателя функциональной изношенности организма, с целью более детальной стратификации операционного риска и возможности прогнозирования риска развития острой дыхательной недостаточности в послеоперационном периоде;
2. Минимизация времени работы ИК;
3. Компенсация явлений сердечной недостаточности
Сравнительная характеристика моделей стратификации риска 30-дневной летальности пациентов пожилого и старческого возрастов
Сравнение моделей стратификации риска 30-дневной летальности у пациентов пожилого и старческого возрастов при хирургическом лечении ИБС и/или ППС проводилось на основании оценки их прогностической значимости при помощи анализа операционных характеристических кривых (ROC-анализа).
В ROC-анализ были включены следующие модели:
- Шкала Euroscore II;
- Индекс возрастной изношенности CAF;
- Эдмонтонский индекс возрастной изношенности;
- Собственная модель стратификации риска на основании индекса возрастной изношенности CAF;
- Собственная модель стратификации риска на основании Эдмонтонского индекса возрастной изношенности.
Показатели риска 30-дневной летальности, рассчитанные с использованием данных моделей, представлены в Таблице 4.5.
Результаты ROC-анализа моделей стратификации риска представлены на Рисунке 4.1, в Таблице 4.6.
По результатам ROC-анализа наибольшей прогностической значимостью отличались собственные модели стратификации операционного риска, построенные на основании индекса возрастной изношенности CAF (р 0,001) и Эдмонтонского индекса возрастной изношенности (р 0,001).
Шкалы оценки индекса возрастной изношенности CAF и EFI, при изолированной их оценке, характеризовались хорошей прогностической способностью относительно прогнозирования вероятности развития 30-дневной летальности (р 0,001 и р = 0,001 соответственно).
Шкала Euroscore II продемонстрировала низкую прогностическую способность в стратификации кардиохирургического риска пациентов пожилого и старческого возраста (р = 0,676), как показано в Таблице 4.6.